2024-2025学年新教材高中化学第六章化学反应与能量2.2化学反应的限度化学反应条件的控制练习含解析新人教版必修第二册

PAGE8-化学反应的限度化学反应条件的限制(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)1.下列说法中不正确的是 ()A.当一个可逆反应达到平衡状态时,就是这个反应在该条件下所能达到的限度B.当一个可逆反应达到平衡状态时,这个反应的正反应速率和逆反应速率相等C.可以通过限制反应条件,使2molSO2与1molO2反应生成2molSO3D.化学反应的限度可以通过变更条件来变更【解析】选C。对于可逆反应,达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,反应物的转化率最大,A、B正确;2SO2+O22SO3是可逆反应,无论怎样限制反应条件,反应物的转化率不行能达到100%,即2molSO2与1molO2反应不会生成2molSO3,C错;化学反应的限度可通过变更条件,如温度、压强等来变更,D正确。2.对于可逆反应M+NQ达到平衡时,下列说法正确的是 ()A.M、N、Q三种物质的浓度肯定相等B.M、N全部变成了QC.反应物和生成物的浓度都保持不变D.反应已经停止【解析】选C。平衡时反应物、生成物的浓度之比应从两个方面考虑:一是反应物的起始浓度,二是化学方程式中的化学计量数。如2molM与1molN反应,无论怎样反应,M与N的浓度恒久不相等,A错误;此反应是可逆反应,B错误;反应物和生成物的浓度都保持不变,可以说明反应达到平衡状态,但未停止,C正确,D错误。3.(2024·长沙高一检测)下列措施可以提高燃料燃烧效率的是 ()①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化处理⑤将煤进行气化处理⑥通入适当过量的空气A.①③④⑤ B.②③⑤⑥C.③④⑤⑥ D.①②③④【解析】选C。着火点是固有性质,不能变更,①②错误;③④⑤⑥都可以使燃料与氧气充分接触,正确。4.生活中家庭常用的燃料气体有三种:自然气、水煤气和液化石油气。自然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2CO2+2H2O,C3H8+5O23CO2+4H2O,现有一套以自然气为燃料的灶具,今改为烧液化石油气,应采纳的正确措施是 ()A.削减空气进入量,增大石油气进入量B.增大空气进入量,削减石油气进入量C.削减空气进入量,削减石油气进入量D.增大空气进入量,增大石油气进入量【解析】选B。从化学方程式可知,单位体积的甲烷比液化石油气燃烧消耗O2少,若改烧液化石油气,必需增大进空气量或削减进石油气量。5.常温下,在2L密闭容器中加入肯定量的MoS2、H2、Na2CO3发生反应:MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)。能说明该反应达到平衡状态的是 ()A.2v正(H2)v逆(CO)B.容器内气体的密度不变C.消耗4molH2同时生成2molCOD.CO与H2O的物质的量浓度的比值不变【解析】选B。达到化学平衡时,应有v正(H2)=2v逆(CO),故A错误;恒容容器内气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故B正确;消耗4molH2肯定同时生成2molCO,不肯定平衡,故C错误;从反应起先投料,CO与H2O的物质的量浓度的比值始终不变,故D错误。6.如图所示是425℃时,在1L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变更示意图。下列叙述错误的是()A.图①中t0时,三种物质的物质的量相同B.图①中t0时,反应达到平衡状态C.图②中的逆反应为H2(g)+I2(g)2HI(g)D.图①②中当c(HI)=3.16mol·L-1时,反应达到平衡状态【解析】选B。图①中t0时,H2、I2、HI的物质的量浓度相等但未保持不变,没有达到平衡状态,B项错。7.(2024·吉林高一检测)肯定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),下列能说明反应达到平衡状态的是 ()A.体系压强保持不变B.混合气体颜色保持不变C.SO3和NO的体积比保持不变D.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2【解析】选B。由于该反应为前后气体体积相等的反应,体系的压强始终保持不变,故不能以压强不变作为推断反应是否达到平衡的条件,A错误。混合气体颜色保持不变,证明NO2浓度保持不变,即达到平衡状态,B正确。SO3与NO的体积比始终保持1∶1,C错误。消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应,D错误。8.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。恒温恒容的密闭容器中,充入肯定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是 ()A.气体的质量不再变更B.氯化氢的转化率不再变更C.断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键D.n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2【解析】选B。反应物和生成物均为气体,气体的总质量始终不变,A错误;反应正向进行时,HCl的转化率上升;反应逆向进行时,HCl的转化率降低,当HCl的转化率不再变更时,可以说明可逆反应达到平衡状态,B正确;断开4molH—Cl键和生成4molH—O键均表示正反应方向的反应速率,不能据此推断反应是否达到平衡状态,C错误;反应达到平衡状态时,各反应物和生成物的物质的量保持不变,但各物质的物质的量之比等于对应的化学计量数之比,不能推断反应是否达到平衡状态,D错误。9.氨基甲酸铵是白色斜方晶状晶体或晶状粉末,主要用作磷化铝中间体,也用于医药。将肯定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽视不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。推断该分解反应已经达到化学平衡的是 ()A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)=2∶1C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变【解析】选C。v正(NH3)=2v逆(CO2)证明反应达到平衡状态,A项错误;该反应为有固体参加的非等体积反应,且容器体积不变,所以压强、密度均可作推断化学反应是否达到平衡状态的标记,该反应为固体的分解反应,所以NH3、CO2的体积分数始终为定值(NH3为),CO2为,B、D项错误,C项正确。10.某温度时,在容积为3L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变更的曲线如图所示。由图中数据分析,下列结论错误的是 ()A.该反应的化学方程式为2Z+Y3XB.反应起先至2min末,X的化学反应速率为0.2mol·L-1·s-1C.该反应是由正、逆反应同时起先的,最终建立平衡D.若增加或削减X的物质的量,化学反应速率肯定会发生明显的变更【解析】选B。从图中横、纵坐标及曲线的变更趋势可找到X、Y、Z转化的物质的量之比,即可写出该反应的化学方程式2Z+Y3X,故A项正确;依据化学反应速率的计算公式,可求出X的化学反应速率:v(X)=≈0.0011mol·L-1·s-1,故B项错误;依据题图中曲线均不通过原点,可推断该可逆反应是由正、逆反应同时起先的,故C项正确。因X为气体,变更其物质的量,必定会导致其浓度的变更,因此化学反应速率也会随之变更,故D项正确。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(18分)在肯定条件下,向VL密闭容器中充入amolSO2和bmolO2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。(1)反应刚起先时,由于c(SO2)=________,c(O2)=________,而c(SO3)=________,所以化学反应速率________最大,而________最小(为零)(填“v(正)”或“v(逆)”)。

(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变更趋势为c(SO2)________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),c(O2)________,而c(SO3)________,从而化学反应速率v(正)________,而v(逆)________。

(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时,此时可逆反应达到最大限度,若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、浓度、质量分数、体积分数及总压强都________。

(4)以下是反应:2SO2+O22SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2的转化率。试回答下列问题:①提高该化学反应限度的途径:____________________。

②要实现SO2的转化率为93.5%,需限制的反应条件是_______________。

【解析】可逆反应发生时,c(反应物)越来越小,c(生成物)越来越大,v(正)越来越小,v(逆)越来越大,当v(正)=v(逆),反应达到最大限度,即达到平衡状态,此时各组分的物质的量、浓度、百分含量及总压强都保持不变。在化工生产中,往往须要考虑反应的快慢和反应后所得产物的产率。前者探讨的是化学反应速率,后者探讨的是化学平衡即化学反应的限度,对于一个特定的化学反应来说,外部条件对化学反应速率和化学反应限度都存在肯定的影响。因此,选择相宜的反应条件,既可以增大反应速率,缩短生产周期,又可以达到较大的反应限度,从而获得较大的产率。答案:(1)mol·L-1mol·L-10v(正)v(逆)(2)减小减小增大减小增大(3)相等保持不变(4)①增大压强或降低温度的方法等②500℃、0.1MPa12.(12分)(2024·三亚高一检测)肯定温度下,在容积为VL的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g),M、N的物质的量随时间的变更曲线如图所示:(1)此反应的化学方程式中=________。

(2)t1到t2时刻,以M的浓度变更表示的平均反应速率为________________。

(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。

A.反应中M与N的物质的量之比为1∶1B.混合气体的总质量不随时间的变更而变更C.混合气体的总物质的量不随时间的变更而变更D.单位时间内每消耗amolN,同时生成bmolME.混合气体的压强不随时间的变更而变更【解析】(1)化学计量数之比等于物质的量的变更量之比,所以a∶b=(8mol-2mol)∶(5mol-2mol)=2∶1,该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。(2)v(M)==mol·L-1·min-1。(3)物质的量之比为1∶1,不能说明物质的量不再变更,A选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,依据质量守恒定律,反应前后,混合气体的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当气体的总物质的量和压强不再发生变更时,则说明反应达到了平衡状态,C和E选项正确;消耗amolN和生成bmolM都表示的是正反应速率,没有体现逆反应速率的大小,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。答案:(1)2(2)mol·L-1·min-1(3)CE(20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)13.肯定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,则下列推断正确的是 ()A.c1∶c2=3∶1B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0<c1<0.14mol·L-1【解析】选D。平衡浓度之比为1∶3,转化浓度亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0<c1<0.14mol·L-1。14.(2024·商丘高一检测)在4L密闭容器中充入6molA气体和5molB气体,在肯定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2molC,经测定D的浓度为0.5mol·L-1,下列推断正确的是 ()A.x=1B.B的转化率为20%C.平衡时A的浓度为1.50mol·L-1D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%【解析】选B。由题意可知,平衡时n(D)=0.5mol·L-1×4L=2mol,生成2molC的同时生成2molD,所以x=2。由3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)起始/mol 6 5 0 0转化/mol 3 1 2 2平衡/mol 3 4 2 2可知,B的转化率α(B)=×100%=20%,平衡时c(A)==0.75mol·L-1。由x=2可知反应前后气体的物质的量不变,容器内气体的压强不变。二、非选择题(本题包括1小题,共20分)15.(2024·廊坊高一检测)NO2与SO2混合可发生放热反应:NO2+SO2SO3+NO。在100℃下将1molNO2与1molSO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。(1)SO2的正反应速率随时间变更的趋势如图所示,则下列说法正确的是________(填字母,下同)。

A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.当Δt1=Δt2时,SO2的平均反应